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Estudio electroquímico de electrodos conductores fabricados por manufactura aditiva con recubrimientos a base de níquel para aplicaciones de producción de hidrógeno

Resumen

En este trabajo se estudió el comportamiento electroquímico de electrodos fabricados de PLA/Carbonoso mediante manufactura aditiva con diferentes configuraciones geométricas. Para mejorar su conductividad y rendimiento electroquímico, se depositó un recubrimiento de níquel sobre los electrodos. El objetivo principal fue determinar la influencia de la estructura y el recubrimiento en la reacción de evolución de hidrógeno (HER). Se fabricaron electrodos con tres diferentes configuraciones geométricas (Giroide, Schwarz D y Celda X), variando la porosidad en cada una de en 40%, 50%, 60% y 70%. La morfología superficial se midió mediante técnicas de MEB, EDS y DRX. Las caracterizaciones electroquímicas se realizaron mediante LSV, TAFEL, CV, ECSA, ESTABILIDAD e IMPEDANCIA. El recubrimiento de níquel demostró ser fundamental para activas las propiedades electrocatalíticas de los electrodos, evidenciándose a través del par redox Ni(II)/Ni(III). Los resultados obtenidos para la prueba de LSV a una densidad de corriente de 0.1 mA/cm2 posicionaron al electrodo Schwarz 70% como el preferencial y se determinó una comparación de este mismo sin recubrimiento. Los estudios de impedancia y el área activa identificaron una porosidad óptima de 60 para las geometrías Giroide y Schwarz. Finalmente, los ensayos de estabilidad confirmaron que el recubrimiento de níquel asegura una operación estable y duradera, en comparación al electrodo sin recubrimiento.